第四节 基因功能研究常用手段
一、转基因技术 二、基因剔除技术 三、基因沉默技术
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一、转基因技术
采用基因转移技术使目的基因整合入受精卵细 胞或胚胎干细胞，然后将细胞导入动物子宫，使之发 育成个体 转基因——被导入的目的基因 转基因动物（transgenic animal） ——目的基因的受体动物
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小 干 扰 RNA 形 成 机 理 示 意 图
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主要用途
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基因功能的研究细胞模型 获得外源基因产物
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基因剔除技术
①．建立生物模型 在基因功能，代谢途径等研究 中模型生物的建立非常重要。基因敲除 技术就常常用于建立某种特定基因缺失 的生物模型，从而进行相关的研究。
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基因剔除技术
①．建立生物模型
裸鼠，此动物缺乏胸腺，不能生产T细胞， 因此造成免疫缺陷。多用于肿瘤生物学研究 以及异体移植学研究。
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建立转基因动物的基本流程
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3Байду номын сангаас
转基因动物的应用
研究特定基因在组织中特异表达 研究或发现基因的新功能 研究在胚胎期表达的基因结构和功能 建立外源基因表达、调控的动物模型 遗传性疾病的研究 探讨生殖细胞的基因治疗方法 动物新品种的培育 病毒性疾病的研究 基因工程产品的制备
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抗凝血酶III转基因羊---国际首例获准上市的药用 转基因动物
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细胞水平转基因 外源基因通过转基因过程插入到细胞的染 色体中，使其在细胞中稳定表达，成为可以表 达该外源基因的特定细胞株
基本过程
外源基因片段克隆到真核表达质粒中→用重组 表达质粒转染哺乳动物细胞→克隆化筛选→转染 细胞表达目的蛋白质→蛋白质的提取和鉴定
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基因剔除技术
基因敲除技术的应用
③疾病的分子机理研究和疾病的基因治疗
通过基因敲除技术可以确定特定基因的 性质以及研究它对机体的影响。这无论是对了解 疾病的根源或者是寻找基因治疗的靶目标都有重 大的意义。
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基因剔除技术
基因敲除技术的应用 ④免疫学中的应用
异源的抗体用于人体时会有一定的免疫 排斥，使得人用抗体类药物的生产和应用受阻。 而如果将动物免疫分子基因敲除，换以人的相应 基因，那么将产生人的抗体，从而解决人源抗体 的生产问题。
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基因剔除技术
基因敲除技术的应用 ②.提供廉价的异种移植器官
器官来源稀少往往是人体器官移植的一 大制约因素，而大量廉价的异种生物如猪等的 器官却不能用于人体。这是因为异源生物的基 因会产生一些能引起人体强烈免疫排斥的异源 分子，如果能将产生这些异源分子的基因敲除， 那么动物的器官将能用于人体的疾病治疗，这 将为患者带来具大的福音。
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1.反义技术（antisense）
根据核酸杂交原理设计针对特定靶序列 的反义核酸，从而抑制特定基因的表达
类别
反义RNA 反义DNA 核酶（ribozyme）
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指由短双链RNA诱导的同源RNA降解的过程
RNAi 技术
指人工建立的利用体外合成或在细胞内表 达的短双链RNA（21-23 nt）抑制细胞内特 定基因表达的技术